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故障維修實例分析
日期:2010年12月31 來源:沈陽機(jī)床 關(guān)鍵字:數(shù)控車床
【例307】XK715F數(shù)控銑床y軸電動機(jī)故障的處理。
故障現(xiàn)象:機(jī)床按程序加工切削運(yùn)行時,y軸存在正方向運(yùn)行正常,而反方向聲響異常的故障現(xiàn)象,系統(tǒng)不報警。
故障診斷:數(shù)控系統(tǒng)配置FANLC-BESK 7CM系統(tǒng),伺服電動機(jī)采用FAbUC公司的大慣量無環(huán)流直流伺服電動機(jī)。
①由于系統(tǒng)不報警,且CRT顯示出來的y軸正、反向位移脈沖的數(shù)字變化速率是均勻的,故可排除系統(tǒng)軟件參數(shù)及硬件控制電路的故障。
②檢測加工件尺寸基本符合圖樣要求,只是粗糙度略大,故叉可排除伺服速度控制單元電路故障。
③在外部檢查中,發(fā)現(xiàn)r軸直流伺服電動機(jī)溫升較高,測其負(fù)載電流叉遠(yuǎn)低于額定設(shè)定值參數(shù),可排除電動機(jī)負(fù)載過重的故障。
④為區(qū)別機(jī)械、電氣故障,拆開電動機(jī)與滾珠絲桿間的彈性聯(lián)軸器,單獨通電試y軸電動機(jī)。結(jié)果表明,故障部位在電動機(jī)一側(cè)。
⑤用手盤動電動機(jī)轉(zhuǎn)子時,能明顯地感覺到正轉(zhuǎn)時手感輊松,而反轉(zhuǎn)時手感較重,且有一種阻滯的感覺。
⑥將電動機(jī)拆卸解體檢查,發(fā)現(xiàn)定子永久磁鋼有一塊松動脫落,與轉(zhuǎn)子有摩擦痕跡。
⑦經(jīng)查,電動機(jī)定子的永久磁鋼是采用強(qiáng)力膠貼接的,故使用中應(yīng)嚴(yán)禁撞擊或振動,尤其是拆裝檢修過程中更應(yīng)注意,以防發(fā)生此類故障。
故障處理:采用環(huán)氧樹脂膠或其他強(qiáng)力膠,將脫落的磁體貼牢,故障消除。
【例3.2】加工大導(dǎo)程螺紋時,出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
分析與處理:開環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床的CNC裝置的脈沖當(dāng)量一般為。.Oircun.Z坐標(biāo)軸GOO指令速度一般為2000一3000mm/min。開環(huán)控制的數(shù)控車床的主軸結(jié)構(gòu)一般有兩類:一類是由普通車床改造的數(shù)控車床,主軸的機(jī)械結(jié)構(gòu)不變,仍然保持換檔有級調(diào)速:另一類是采用通用變頻器控制數(shù)控車床主軸實現(xiàn)無級調(diào)速。這種主軸無級詞速的數(shù)控車床在進(jìn)行大導(dǎo)程螺紋加工時,進(jìn)給軸會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn),這是高速低轉(zhuǎn)矩特性造成的。
如果主軸無級調(diào)速的數(shù)控車床加工iOmm導(dǎo)程的螺紋時,主軸轉(zhuǎn)速選擇300r/min.那么刀架沿Z坐標(biāo)軸需要用3000mm/min的進(jìn)給速度配合加工,Z坐標(biāo)軸步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)矩是無法達(dá)到這個要求的,因此,會出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。如果將主軸轉(zhuǎn)速降低,刀架沿Z坐櫟軸加工的速度減慢,Z坐標(biāo)軸步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩增大,螺紋加工的問題似乎可以得到改善,然而由于主軸采用通用變頻器調(diào)速,使得主軸在低速運(yùn)行時轉(zhuǎn)矩變小,主軸會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)。
對于主軸保持換檔變速的開環(huán)控制的數(shù)控車床,在加工大導(dǎo)程螺紋時,主軸可以低速正常運(yùn)行,大導(dǎo)程螺紋加工的問題可以得到改善,但是表面粗糙度受到影響。如果在加工過程中,切削進(jìn)給量過大,也會出現(xiàn)z坐標(biāo)軸堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
【倒3-29】步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動單元的常見故障——功率管損壞。
分析與處理:步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動單元的常見故障為功率管損壞。數(shù)控車床功率管損壞的原因主要是功率管過熱或過流造成的。要重點檢查提供功率管的電壓是否過高,功率管散熱環(huán)境是否良好,步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動單元與步進(jìn)電動機(jī)的連線是否可靠,有沒有短路現(xiàn)象等,如有故障要逐一排除。
為了改善步進(jìn)電動機(jī)的高頻特性,步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動單元一般采用大干80V交流電壓供電(以前有50v),經(jīng)過整流后,功率管上承受較高的直流工作電壓。如果步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動單元接人的電壓波動范圍較大或者有電氣干擾、散熱環(huán)境不良等原因,就可能引起功率管損壞。對于開環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床,重要的指標(biāo)是可靠性。因此,可以適當(dāng)降低步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動單元的輸入電壓,以換取步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器的穩(wěn)定性和可靠性。
【例3-30】南京大方JWK系統(tǒng)步進(jìn)電動機(jī)失步故障的處理。
故障現(xiàn)象:步進(jìn)電動機(jī)失步。
故障檢查與分析:該數(shù)控系統(tǒng)為南京大方股份有限公司生產(chǎn)的JWK經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。
在日常維修中,發(fā)現(xiàn)有些系統(tǒng)容易失步,且伴有功放管特別容易燒壞現(xiàn)象。修復(fù)后在試驗臺上運(yùn)行完全正常,裝上機(jī)床后,在運(yùn)行時卻出現(xiàn)失步現(xiàn)象。檢查計算機(jī)輸出信號正常,可見間題出在功放部分,而功放板元器件均未發(fā)現(xiàn)損壞,且在試驗室運(yùn)行正常。為查出故障原因,用示波器在機(jī)床運(yùn)行時實測各點波形,結(jié)果發(fā)現(xiàn)C點波形是不正常的,失步由此引起。
根據(jù)C點波形分析,5 VT14沒有可靠截止,C點電位下降,導(dǎo)致5VT16、17不能可靠飽和而處在放大狀態(tài),限制了輸出電流,步進(jìn)電動機(jī)力矩變小,帶載能力下降,所以機(jī)床出現(xiàn)失步現(xiàn)象。功放管5VT16、17由飽和變?yōu)榉糯鬆顟B(tài)后,管壓降增大,管子功耗增加,所以功放管容易燒壞。普通車床綜上可見,C點波形失常會引起失步故障,同時伴有功放管極易燒壞現(xiàn)象。
是什么原因?qū)е翪點波形異常?經(jīng)分析,是由于5 VT11光耦管性能差和設(shè)計上欠妥引起的。普通車床5 VT11正常該管導(dǎo)通時,A點電位值很低,接近零位,B點電位約0 7V, 5 VT14能可靠截止。當(dāng)5VT11性能異常,該管導(dǎo)通時,^點電位值偏高,B點電位隨之升高,使5 VT14導(dǎo)通,集電極電位下降,而使5VT16、17由飽和轉(zhuǎn)向放大狀態(tài),從而引起上述的故障。
故障處理:選用性能好的元器件;數(shù)控車床對線路稍作改動,即在功放管5 VT14基極增加一個二極管,當(dāng)曰點電位偏高時,使5 VT14管不受影響,保持可靠截止;改用該系統(tǒng)改進(jìn)型線路,如JWK-5/3T.光耦管后接與非門,使工作更可靠。
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